阻燃劑的區別
目前的阻燃體系趨向交叉發展，相互滲透，也適用于三聚氰胺基阻燃劑。它與其作用機理，物理性質和化學性質，相容性等等有關。除此之外，近年也有一些其它不同的體系在開發當中。品種眾多的鹵系阻燃劑由于應用相對容易，在阻燃市場很長時間占著支配地位，直到今天。
這種觀點已在實際當中得到認同并促進其它眾多的體系在發展，比如，無機材料和三聚氰胺基化學物將會獲得極大的發展。在此我們討論幾種阻燃試驗，研究關于阻燃生態學和其他問題。
這一切都會引起世界阻燃市場的激烈競爭并促進本行業新的發展，新的應用，對質量和價格進行新的合理的定位。
三聚氰胺的阻燃機理
多年來一直致力于三聚氰胺多方面的應用和細致深入的研究，DSM無疑是三聚氰胺技術的全球領先者。已被證明的三聚氰胺基聚合物阻燃體系是最早的氮系阻燃劑，可用于聚氨酯和聚酰胺。其作用顯而易見：這種阻燃劑不需添加其它任何助劑，且添加量少，可用于多種聚合物，因此具有很好的經濟效益。 三聚氰胺基聚合物阻燃劑是安全無毒的，環保型的，有利于長遠利益。 其它選擇標準是其化學組成和其作用機理：阻燃劑的腐蝕性、加工工藝、用途、燃燒過程中的作用方式，當陰燃或回收處理時尤為重要。 在明火測試當中的發煙量也更加受到關注。從本質上來講，阻燃劑的腐蝕性和發煙量與其化學組成、作用方式有關。不完全的燃燒時，鹵系阻燃劑發煙量很大。腐蝕性也與存在的可能有腐蝕性的物質（例如鹵素）有關。 當前市場趨向于安全性高（例如家庭電視工業），意識到要減小煙的不透明度，毒性小來支持和推動三聚氰胺基阻燃劑的發展。由此可以看出，目前不僅在歐洲，而且在美國也都在開始限制含鹵體系的使用。這種變化不僅僅在主觀上而是事實上已適應于整個商業上。 由于阻燃劑本身是并沒有體現出多大價值，它們需要與其它聚合物、載體結合使用。在聚合物使用當中改變任何一種結構都會影響阻燃劑的進一步使用。我們拿電視機市場來說：HIPS就很有可能不再在平面彩電中占主導地位了。
三聚氰胺基阻燃劑的選擇標準
在探索中不斷完善的三聚氰胺基阻燃劑產品應該采用什么樣的標準呢？這將在很大程度上影響熱塑性塑料在電子電氣方面（首先是熱穩定性）的應用中的發展。這主要是根據電子電氣工業中典型的工程塑料加工工藝來決定。純三聚氰胺無法符合要求。三聚氰胺衍生物的相容性依賴于其內部各種成分的相容性的。其它物理性質例如粒徑大小的分布和并非唯一的阻燃機理。
這TGA曲線是多種三聚氰胺復合物不同的表現是根據其反應中有多少水分被趕出來。水被排出后分解反應開始發生。這對三聚氰胺基阻燃劑的選擇起決定作用。
三聚氰胺阻燃劑的協和作用
大家都知道，磷基產品對三聚氰胺基阻燃劑的有很好的協和作用，在以前已敘述過。研制這種產品的靈感來源于早前的膨脹型油漆配方，其采用TPP/ RDP來作用于一些熱塑性塑料原料。
除此之外，例如氮/磷的比例大約是4/1，還有其它很多的參數，就像粘度的影響同樣需要給予關注。
下表總結了三聚氰胺基阻燃劑的應用和其潛在的應用。
PU/TPU PA PP/PE PS/HIPS PET PC PVC Epoxy UP Tex. Paper Paint Wood
Melamine(三聚氰胺) o o o o o
M-derivatives（三聚氰胺衍生物）
M-cyanurate（MC） o o o o o o o o
M-borate(三聚氰胺硼酸鹽) o o o o
M-Phosphate prim.（MP1） o o o o o o o o o o o
M-phosphate sec.(MP2) o o o o o o o o o o
M-pyro/poly phosphate(M200) o o o o o o o o
Synergistic formulations
MC/TPP/RDP o o
APP/Mel/Pentaerith. o o
MB/MP o o
電子電氣應用的探討：以下將詳細介紹
1. melapur? MC (Melaminecyanurate)
2. melapur? in N/P systems
3. melapur? 200 (Melaminepolyphosphate)
1. 三聚氰胺氰尿酸
2. 氮/磷體系
3. 三聚氰胺聚磷酸鹽
1. melapur? MC (Melaminecyanurate) 1.三聚氰胺氰尿酸
三聚氰胺氰尿酸在尼龍阻燃中阻燃機理的多樣性：
· 三聚氰胺的熱分解溫度：大于300度
· 吸熱分解：分解為三聚氰胺和氰尿酸
· 惰性氣體的來源（三聚氰胺）稀釋氧氣和可燃性氣體
· 無燃燒滴漏（氰尿酸）減少在火焰中的暴露
這些作用發生在火焰暴露的不同的階段，組成了整個阻燃過程，從而達到良好的阻燃效果。 MC用在尼龍中的化學物性質和優點：
· 無鹵
· 低煙
· 添加量少
· 良好的電學性能
· 良好的著色性
· 阻燃效率高
除了其優越的性能之外，也有其不足之處，因其加工困難而導致的阻燃效果波動可以概括為以下三個方面：
· 分散度 阻燃效果不均衡
· 溫度的控制 引起加工方面的問題
· 擠出機的容積 阻燃效果不均和加工方面的問題 在黑子試驗的測試中，MC所表現出來的結果非常好，MC目前在純尼龍市場中是最優秀的產品之一。
尼龍中的阻燃效果可歸結如下：
? PA 6, 66 unreinforced（未增強）: UL 94 V-0 at 6 - 10 wt.%
? PA 6, 66 mineral filled（礦物填充）: UL 94 V-0 at 13 - 15 wt.%
? PA 6, 66 glassreinforced（玻纖增強）: UL 94 V-2, Glow wire 960
oC, CTI > 500 Volt. 這將隨著最新版的專利而不斷改變.
2. melapur? in N/P systems
目前主要是開發無鹵產品，尤其是用在玻纖增強的PBT當中。
氮/磷體系主要是依靠氮源-三聚氰胺的化合物來提供。磷化合物形成的炭化層相似于三聚氰胺化合物的受熱后分解所形成氣體防護層，象發泡劑膨脹后所形成的保護層。其結果概括如下：
· PBTunreinforced（沒有添加增強劑）:
UL 94 V-0: 5-15 % MC, 5- 10 % Phosphates
· PBTglassreinforced（玻纖增強）:
UL 94 V-2, Glow wire 960 oC, 10-15 % MC,
5 - 10% Phosphonates
· PBTglassreinforced（玻纖增強）:
UL 94 V-0: Under development（正在開發當中）
3. melapur? 200 (Melaminepolyphosphate)
三聚氰胺聚磷酸酯-三聚氰胺的衍生物，商品名為melapur? 200，在電子電氣應用的阻燃塑料中的熱穩定性取得了一個很大的突破，對現行的阻燃市場造成了很大的沖擊。現在，這主要限制用在尼龍66，它與PA6,66的不同分解行為有關，相對MC（很難應用在玻纖增強的體系當中），M200僅適用于玻纖增強的系統。這機理遵從普通的炭化膨脹的原理。
· 磷-促進分解 · 炭化-用在聚酰胺中，可添加玻璃纖維 ·發泡劑 · 氣體屏障
這種作用方式是可行的，以下是melapur? 200的基本特性：
熱穩定性高（熱失重%）：
TGA恒溫熱失重300℃ 0.20-0.40
TGA恒溫熱失重325℃ 0.40-0.70
水溶性 <0.01g/100ml
氮/磷比例 約4/1
雖然阻燃劑供應商DSM Melapur沒有開發合成物。但是，我們為自己要達到的水平而發展努力，用這些標準測試出來的結果如下：
UL 94 1,6mm V-0
E-modulus 彈性模量 [Gpa] 11.2
Tensile strength 拉伸強度 [Mpa] 160
Elongation at break 斷裂伸長 [%] 2.1 - 2.3
Charpy unnotched 沖擊強度 [kj/m2] 48
CTI 耐泄痕指數 [V] 350
Glow Wire 耐熱性（熱絲） [oC] 960
以上清楚地表明了其在電子電氣應用方面的潛力，CTI值將會在很多添加劑中作為參考而獲得推廣。
所有的這些結果都是在雙螺桿擠出機（30mm）上獲得的。不過，我們也采用57mm的擠出機來測試來預測其可變范圍。結果表明，大擠出機和小擠出機設備所測出的結果是相符的，這將會對電子電氣市場的產品產生巨大的影響。
電子電氣應用中的優異性能
· Corrosion Behaviour 腐蝕性
· Gas Analysis 氣體分析
· Smoke Opacity 煙的不透明度
圖2. 阻燃尼龍66在34CrAlNi7合金（300℃熔融相）中的腐蝕性
從melapur? 200和鹵系阻燃劑所做出來的阻燃尼龍的腐蝕曲線（腐蝕曲線由10個不同的測試因子組成）可以看出用melapur? 200的產品腐蝕性比鹵系的小得多，這有著非常重大的意義。
下一個頗受關注的就是氣體分析。最受關注的就是HCN的形成多少通常被看作氮系阻燃劑的關鍵。雖然氮系阻燃劑的含氮量很高，但相對于鹵系阻燃劑其HCN的生成量卻是低的。這可能是使用鹵系阻燃劑的塑料不完全燃燒所致。
氣體分析
對放出的氣體進行比較分析（ test methods: F-classification, France）來確認我們的預測結果：不同的機理和不同的作用方式主要反映在CO的濃度上。顯然，氮系是沒有HBr的。更多的關注是在HCN的測試法：雖然在melapur?體系的阻燃尼龍中氮的含量較高，但HCN平均含量卻比使用溴系阻燃劑的阻燃尼龍低。圖3. 玻纖增強的阻燃尼龍66的氣體分析.
根據預測不含鹵的阻燃劑的煙的不透明度表現出低得多煙密度。主要是因為其獨特的作用方式，炭化和膨脹體系在這一方面有著內在的優勢。
圖4. 玻纖增強阻燃尼龍的煙不透明度
專利
近十年來涌現了大量關于無鹵阻燃體系的專利，這反映了無鹵阻燃體系正越來越備受關注，并不斷發展。
前景展望
隨著環保意識不斷增強，阻燃劑革新換代勢在必行，三聚氰胺基阻燃劑必將取得更大的發展，我們對未來充滿信心。這新的已經面市的、具有高熱穩定性的三聚氰胺聚磷酸酯，可看作是邁入未來市場的第一步。
摘自:深圳市安正化工有限公司
